分子系统中应力的统一解释

过去，人们从许多不同角度审视了柯西应力张量的微观定义。这导致了应力张量的不同表达式，因此“正确”的定义一直是争论和争议的主题。本文建立了一个统一框架，所有现有定义均可从中推导出来，从而建立了它们之间的联系。该框架基于Irving、Kirkwood和Noll引入的非平衡统计力学方法，随后进行空间平均。Irving-Kirkwood-Noll方法被扩展到具有连续可微延拓的多体势，并推广到非直键，这对于具有内部结构的粒子可能很重要。讨论了该方法与Murdoch和Hardy的直接空间平均方法之间的联系，并对Murdoch-Hardy方法进行了系统化。识别并处理了两种方法各自导致的应力张量非唯一性的可能来源。使用分子动力学和晶格静力学进行数值实验，以检验所得应力定义的行为，包括其随空间平均域大小的收敛性及其对称性。